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国家自然科学基金(50778014)

作品数:8 被引量:38H指数:5
相关作者:项彦勇路威张勇唐超刘学艳更多>>
相关机构:北京交通大学中国水利水电科学研究院更多>>
发文基金:国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
相关领域:建筑科学矿业工程动力工程及工程热物理天文地球更多>>

文献类型

  • 8篇期刊文章
  • 2篇会议论文

领域

  • 7篇建筑科学
  • 2篇动力工程及工...
  • 1篇天文地球
  • 1篇矿业工程
  • 1篇理学

主题

  • 7篇岩体
  • 7篇裂隙岩体
  • 5篇传热
  • 4篇水流
  • 3篇核废物
  • 2篇渗流
  • 2篇数值模拟
  • 2篇格林函数
  • 2篇函数
  • 2篇核废物处置
  • 2篇核废物处置库
  • 2篇废物处置
  • 2篇处置库
  • 2篇传热模型
  • 2篇值模拟
  • 1篇地下水
  • 1篇地下水流
  • 1篇地下水流动
  • 1篇岩石力学
  • 1篇岩体渗流

机构

  • 9篇北京交通大学
  • 1篇中国水利水电...

作者

  • 8篇项彦勇
  • 5篇路威
  • 2篇李涛
  • 2篇张勇
  • 1篇唐超
  • 1篇郭家奇
  • 1篇秦景
  • 1篇刘学艳

传媒

  • 4篇岩土力学
  • 1篇岩石力学与工...
  • 1篇北京交通大学...
  • 1篇Journa...
  • 1篇地下空间与工...

年份

  • 1篇2015
  • 2篇2013
  • 2篇2012
  • 3篇2011
  • 2篇2010
8 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
分布热源作用下裂隙岩体渗流-传热的拉氏变换-格林函数半解析计算方法被引量:7
2011年
以裂隙岩体高放射性核废物地下处置库性能评估为目标,提出了分布热源作用下单裂隙岩体渗流-传热的简化概念模型、控制微分方程和拉氏变换-格林函数半解析法,为进一步采用半解析法计算分布热源作用下多裂隙岩体的渗流-传热问题奠定了基础。针对单裂隙岩体的渗流-传热问题,建立考虑岩石内热源和二维热传导的控制微分方程,利用拉氏变换域微分方程的基本解建立格林函数积分方程,采用解析法处理其中的奇点,通过数值积分和拉氏数值逆变换求解,计算任意时刻裂隙水和岩石的温度分布。通过算例,与基于岩石一维热传导假定的解析解进行了对比,并计算分析了分布热源作用下单裂隙岩体的渗流-传热特征及其对裂隙开度、岩石热传导系数和热流集度的敏感度。算例表明,(1)就裂隙水温度而言,由于考虑了岩石的二维热传导,拉氏变换-格林函数半解析解小于基于岩石一维热传导假定的解析解;(2)裂隙水温度和岩石温度对裂隙开度和热流集度的敏感度较大,对岩石热传导系数的敏感度较小。
项彦勇郭家奇
关键词:裂隙岩体渗流传热格林函数
单裂隙岩体渗流-传热解析解及参数敏感度分析
基于裂隙岩体渗流-传热理论,以高放废物处置库设计概念模型为背景,考虑核废料长期放热的影响,建立了单裂隙岩体渗流-传热耦合的控制方程,采用Laplace变化法给出解答,并通过计算分析裂隙水及岩体的温度分布特征和参数的敏感度...
路威项彦勇
关键词:裂隙岩体解析解
文献传递
裂隙岩体水流-传热模型的理论计算和参数分析被引量:1
2015年
在前期选用中国高放射核废物处置库重要预选场区——甘肃北山地区的花岗岩,设计制作裂隙岩体水流-传热试验装置,在进行模型试验的基础上,给出了试验模型的理论计算方法,对试验结果进行了验证,并分析了试验参数的敏感性。研究结果表明,理论计算得到的裂隙水温度时间变化规律和模型稳态温度分布与试验数据基本一致;垂直裂隙的出水温度对不同参数的敏感程度与具体的参数值有关,其中热源温度、岩石的热传导系数、水流速度、垂直裂隙的开度等均属于高敏感参数;邻近热源的垂直裂隙对模型温度分布起控制作用,明确其结构和水流特征对研究裂隙岩体内的热量运移和温度分布具有十分重要的意义。
路威秦景朱俊臣
关键词:裂隙岩体参数敏感性分析
温度及裂隙水流速对多裂隙岩体渗流—传热耦合过程影响的模型实验研究
裂隙岩体内的渗流-传热耦合特征是评价高放废物处置库安全运行的重要组成部分。选取我国高放废物处置库重点预选场区—甘肃北山地区的花岗岩进行室内模型实验,研究热源温度和裂隙水流速对多裂隙岩体内渗流—传热耦合过程的影响。模型由9...
路威项彦勇李涛
关键词:裂隙岩体渗流
文献传递
分布热源作用下单裂隙岩体三维水流-传热的半解析计算方法被引量:7
2013年
针对高放射性核废物地下处置库近场饱和裂隙岩体环境,提出一种由分布热源、饱和单裂隙和两侧无限大岩石构成的三维水流-传热简化模型,建立了控制微分方程和基于拉氏变换域格林函数的积分方程;采用矩形单元把裂隙面域离散化,利用极坐标下的解析方法计算包含奇点的单元积分,利用数值方法计算分布热源和不包含奇点的单元积分,建立拉氏变换域的线性代数方程组,求解后,利用拉氏数值逆变换,计算任意时刻裂隙水和岩石的温度分布。对两个无内热源、流场确定的计算模型进行了计算,与仅考虑岩石沿裂隙面法向一维热传导的解析解进行了对比。计算分析了分布热源作用下饱和单裂隙岩体的三维水流-传热特征及其对裂隙水流速、岩石热传导系数和热源热流集度的敏感度。计算结果表明:与直接采用高斯数值积分相比,提出的解析法奇异积分精度较高;就裂隙水温度而言,单裂隙岩体三维水流-传热半解析计算方法与解析法得到的结果基本一致,但由于半解析计算方法考虑了岩石的三维热传导,使得裂隙水的上游温度较低,而下游温度较高;无分布热源作用时,岩石热传导系数越大,裂隙水温度越低;裂隙水流速越大,裂隙进水温度对裂隙水和岩石温度分布的影响越明显;由于受到裂隙水流动传热的作用,分布热源对裂隙水温度和岩石温度的影响在裂隙水流的下游区域比较显著。
张勇项彦勇
关键词:核废物处置库裂隙岩体格林函数奇异积分
无填充裂隙岩体水流–传热模型实验研究被引量:8
2011年
裂隙岩体内的水流–传热特征是评价高放射核废物处置库安全运行的重要组成部分。选取中国高放射核废物地下处置库重点预选场区–甘肃北山地区的花岗岩,加工组合成尺寸为150.25 cm×90.4 cm×30 cm(高度×宽度×厚度)的规则裂隙岩体模型,进行室内实验,研究热源温度和裂隙水流速对多裂隙岩体内水流–传热过程的影响。模型由18块花岗岩组成,包含开度不同的2条水平和2条垂直裂隙,在模型一侧设置电热板并在裂隙以及岩石内部布置温度和压力传感器。实验结果表明:(1)由于热源和垂直裂隙之间的距离,岩石热传导和裂隙水流动约在实验开始一小时后耦合;(2)在水平裂隙与垂直裂隙的交汇处存在局部热对流,使垂直裂隙水的温度在该处明显升高;(3)热源温度越高,裂隙水流速越低,系统温度场达到稳定的时间越长,热源的影响距离越远;(4)邻近热源侧的垂直裂隙对整个温度场的分布起控制作用,水平裂隙会增加热源的影响距离;(5)实验中裂隙水温度低于100℃,热源温度变化对裂隙水压力变化的影响很小。
路威项彦勇李涛
关键词:岩石力学裂隙岩体
米尺度裂隙岩体模型水流-传热试验的数值模拟分析被引量:8
2012年
为了研究高放射性核废物地下处置库近场的水流-传热耦合问题,采用国内高放废物地下处置库预选场址——甘肃北山地区的花岗岩石块体,加工组合成米尺度的规则裂隙岩体模型,设置边界热源和裂隙水流,试验模拟裂隙水水流与传热之间的相互作用。作为该室内模型试验的前期理论研究,采用等效孔隙介质数值模型,着重分析了裂隙开度、裂隙流量和热源功率对流场和温度场的影响。在设定条件下,计算分析表明:热传导和裂隙水水流由热源作用初期的不耦合很快转化为耦合;不流动的裂隙水主要表现为热存储和热传导,而流动的裂隙水还引起流动传热和水与岩石之间的对流换热,使岩体温度场明显不同于单纯热传导的情况;如果保持裂隙水流量不变,则裂隙开度的变化对水流-传热影响不大;如果保持裂隙水流速不变,则裂隙开度的变化对水流-传热影响显著;热源功率越大,通过裂隙水的热流量越大,裂隙水压强越大,而当温度超过100℃时,裂隙水会因汽化而压强显著增大;加热7 d时,热量的输入和输出几乎相等,裂隙水流带走的热量接近热源供给的热量,模型系统基本达到了热平衡。
刘学艳项彦勇
关键词:核废物处置库裂隙岩体地下水流动传热数值模拟
无界域一维热平流热传导问题的解析人工边界条件被引量:2
2013年
以核废料处置库近场环境的对流传热过程为研究对象,采用解析法,推导了无界域内一维热平流热传导过程的准确人工边界条件.针对饱和多孔介质的一维水流传热问题,考虑半无界域内的温度边界情况和无界域内的热流集度情况,分别采用准确人工边界条件和下游特定位置处的温度人工边界条件,利用有限差分法计算任意时刻的温度分布.通过与半无界域内一维水流传热问题的解析解对比,验证了准确人工边界条件的可用性和准确性.结果表明,采用温度人工边界条件计算时,如果传热时间足够长,则温度计算点离人工边界位置越近,计算误差就越大;相比之下,采用准确人工边界条件计算时,计算误差很小,并与人工边界的具体位置无关.
张勇项彦勇
关键词:无界区域
Experiments and sensitivity analyses for heat transfer in a meter-scale regularly fractured granite model with water flow被引量:2
2012年
Experiments of saturated water flow and heat transfer were conducted for a meter-scale model of regularly fractured granite. The fractured rock model (height 1502.5 ram, width 904 mm, and thickness 300 mm), embedded with two vertical and two horizontal fractures of pre-set apertures, was constructed using 18 pieces of intact granite. The granite was taken from a site currently being investigated for a high-level nuclear waste repository in China. The experiments involved different heat source temperatures and vertical water fluxes in the embedded fractures either open or filled with sand. A finite difference scheme and computer code for calculation of water flow and heat transfer in regularly fractured rocks was developed, verified against both the experimental data and calculations from the TOUGH2 code, and employed for parametric sensitivity analyses. The experiments revealed that, among other things, the temperature distribution was influenced by water flow in the fractures, especially the water flow in the vertical fracture adjacent to the heat source, and that the heat conduction between the neighboring rock blocks in the model with sand-filled fractures was enhanced by the sand, with larger range of influence of the heat source and longer time for approaching asymptotic steady-state than those of the model with open fractures. The temperatures from the experiments were in general slightly smaller than those from the numerical calculations, probably due to the fact that a certain amount of outward heat transfer at the model perimeter was unavoidable in the experiments. The parametric sensitivity analyses indicated that the tem- perature distribution was highly sensitive to water flow in the fractures, and the water temperature in the vertical fracture adjacent to the heat source was rather insensitive to water flow in other fractures.
Wei LU1,2,Yan-yong XIANG1 (1School of Civil Engineering,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China) (2State Key Laboratory of Simulation and Regulation of Water Cycle in River Basin,China Institute of Water Resources and Hydropower Research,Beijing 100038,China)
填砂裂隙岩体渗流传热模型试验与数值模拟被引量:12
2011年
选取中国高放射核废物地下处置库重要预选场区——甘肃北山地区的花岗岩,加工组合成规则裂隙岩体,将垂直裂隙用粒径为0.5~0.63 mm的砂土填充,进行了裂隙水渗流传热试验;对模型试验进行了数值模拟,进而计算分析了热源温度、裂隙水流速和裂隙开度变化对裂隙岩体模型稳态温度场的影响。模型试验表明,当热源温度维持在120℃时,裂隙水仍无相变,裂隙岩体模型稳态温度场分布规律与热源温度为95℃时一致;热源温度越高,热源的水平影响距离越大,模型达到稳态需要的时间越长;裂隙填砂加强了裂隙两侧岩石之间的热传导,热源的水平影响距离和模型到达稳态需要的时间均明显大于无填充裂隙岩体模型的情况。模型试验得到的岩体模型温度场与数值计算得到的岩体模型温度场规律一致。试验过程中裂隙岩体模型在边界上存在一些热量散失,无法与数值计算中的绝热边界条件等同,致使试验数据低于数值计算值,并且热源温度越高,两者之间的差异越大。模型试验和数值计算均表明,邻近热源侧的裂隙水渗流对模型的温度场分布起控制作用,而远离热源侧的裂隙水渗流则主要影响该侧的边界温度和模型达到稳态所需要的时间。数值参数敏感性分析表明,裂隙水流速与裂隙开度越大,裂隙水对水平传热的阻滞作用越明显。
路威项彦勇唐超
关键词:模型试验数值模拟
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